[发明专利]玉米转录因子ZmGBF1基因及其表达载体和应用

说明书

本发明属于分子育种领域，涉及玉米新品种的培育，特别是指玉米转录因子ZmGBF1基因及其表达载体和应用。ZmGBF1基因的核苷酸序列如SEQ ID No.1所示，位于第7染色体，含有2个外显子和1个内含子。ZmGBF1蛋白的氨基酸序列如SEQ ID No.2所示，该蛋白含有bZIP‑plant‑G‑box结合因子结构域、N末端富含脯氨酸的结构域和钙依赖蛋白激酶的结合位点，具有转录激活活性且属于核蛋白。本发明筛选到一个全新的差异极显著表达的bZIP转录因子，通过实验研究发现，这个bZIP转录因子ZmGBF1为基因表达的关键调控因子，在植物发育和对不良环境胁迫中起着至关重要的作用。

技术领域

本发明属于分子育种领域，涉及玉米新品种的培育，特别是指玉米转录因子ZmGBF1基因及其表达载体和应用。

背景技术

在诸多影响作物产量的因素中，干旱出现的频率、持续的时间使其成为影响范围最广、造成农业损失最严重的自然灾害之一，因干旱而造成农作物产量下降、农产品品质降低等损失居各种自然灾害之首。

为解决可用水资源不足、干旱对玉米造成的严重影响，石元春院士在1999年曾提出了“生物节水”的概念，即利用和开发生物体自身的生理和基因潜力，在同等水供应条件下能够获得更多的农业产出。生物节水包括遗传改良、群体适应和生理调控。其中，通过遗传改良培育抗旱节水新品种是生物节水的一个核心目标，在培育节水抗旱新品种方面，从分子水平上，高效发掘与创新抗旱节水基因资源是生物节水农业发展的关键。因此深入研究玉米抗旱分子调控机制，明确玉米不同抗旱基因在增强玉米抗旱性中的作用，挖掘抗旱的主效基因，创制抗旱种质资源，最终转向抗旱节水基因的利用，提高玉米的生物节水能力至关重要。

目前利用全基因组关联分析，克隆了一个抗旱基因质子泵-焦磷酸水解酶ZmVPP1，过表达该基因显著提高玉米抗旱性；ZmNAC84氨基酸被ZmCCaMK磷酸化，过表达该基因，可以提高烟草的抗旱性；玉米ZmbZIP4基因通过调节ABA合成和根的发育来促进干旱胁迫响应；ABA受体蛋白ZmPYL8、ZmPYL9、ZmPYL12和ZmNF-YB16提高玉米耐旱性；ZmOST1间接调控玉米抗旱性；ZmPIP1;1同时增强玉米耐旱和耐盐性；编码1个S-酰基转移酶基因ZmTIP1能够通过调节玉米根毛长度正向调控玉米的耐旱性，在转基因拟南芥和玉米中增强ZmTIP1的表达可以增加根毛长度，并提高植株对水分亏缺的耐受性；ZmMP⁃KL1通过改变ABA生物合成和分解代谢基因的转录以及ABA的动态平衡来正向调控玉米幼苗的抗旱性；bHLH转录因子基因ZmPTF1，通过影响玉米体内ABA的合成以及ABA信号通路相关基因来调控根系的发育，进而对外界干旱做出响应；对一个玉米光泽(glossy6)突变体的耐旱性进行了研究，与野生型相比，glossy6表皮蜡质负荷减少，通透性增加，幼苗耐旱性降低。这些干旱胁迫基因的鉴定和分析为玉米抗性分子设计育种提供重要基因资源。